解析XMPP協(xié)議分析與應(yīng)用

XMPP是一種基于XML的協(xié)議，它繼承了在XML環(huán)境中靈活的發(fā)展性。因此，基于XMPP的應(yīng)用具有超強(qiáng)的可擴(kuò)展性。經(jīng)過(guò)擴(kuò)展以后的XMPP可以通過(guò)發(fā)送擴(kuò)展的信息來(lái)處理用戶的需求，以及在XMPP的頂端建立如內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)和基于地址的服務(wù)等應(yīng)用程 序。而且，XMPP包含了針對(duì)服務(wù)器端的軟件協(xié)議，使之能與另一個(gè)進(jìn)行通話，這使得開(kāi)發(fā)者更容易建立客戶應(yīng)用程序或給一個(gè)配好系統(tǒng)添加功能。XMPP（可擴(kuò)展消息處理現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議）是基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）的協(xié)議，它用于即時(shí)消息（IM）以及在線現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)。它在促進(jìn)服務(wù)器之間的準(zhǔn)即時(shí)操作。這個(gè)協(xié)議可能最終允許因特網(wǎng)用戶向因特網(wǎng)上的其他任何人發(fā)送即時(shí)消息，即使其操作系統(tǒng)和瀏覽器不同。XMPP的前身是Jabber，一個(gè)開(kāi)源形式組織產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通信協(xié)議。XMPP目前被IETF國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作。

　　1 XMPP的地址和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　1.1 實(shí)體地址

　　XMPP整體框架如圖1所示。圖中，XMPP框架的各類(lèi)實(shí)體（如XMPP客戶、服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)等）的地址稱為甲吧地址（Jabber Identifier，JID）。JID惟一確定進(jìn)行即時(shí)消息和在線狀態(tài)信息通信的獨(dú)立對(duì)象或?qū)嶓w，并可兼容其他即時(shí)通信系統(tǒng)（如MSN等）相應(yīng)的實(shí)體標(biāo)識(shí)及其在線狀態(tài)信息。其語(yǔ)法規(guī)則為：[節(jié)點(diǎn)″@″] 域名[″/″資源]，其中各個(gè)域的長(zhǎng)度不能超過(guò)1 023 字節(jié)，總長(zhǎng)度最大為3 071字節(jié)。

　　XMPP中定義了三個(gè)角色，客戶端，服務(wù)器，網(wǎng)關(guān)。通信能夠在這三者的任意兩個(gè)之間雙向發(fā)生。服務(wù)器同時(shí)承擔(dān)了客戶端信息記錄，連接管理和信息的路由功能。網(wǎng)關(guān)承擔(dān)著與異構(gòu)即時(shí)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通，異構(gòu)系統(tǒng)可以包括SMS（短信），MSN，ICQ等?；镜木W(wǎng)絡(luò)形式是單客戶端通過(guò)TCP/IP連接到單服務(wù)器，然后在之上傳輸XML。傳輸?shù)氖桥c即時(shí)通訊相關(guān)的指令。在以前這些命令要么用2進(jìn)制的形式發(fā)送（比如QQ），要么用純文本指令加空格加參數(shù)加換行苻的方式發(fā)送（比如MSN）。而XMPP傳輸?shù)募磿r(shí)通訊指令的邏輯與以往相仿，只是協(xié)議的形式變成了XML格式的純文本。這不但使得解析容易了，人也容易閱讀了，方便了開(kāi)發(fā)和查錯(cuò)。而XMPP的核心部分就是一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)上分片斷發(fā)送XML的流協(xié)議。這個(gè)流協(xié)議是XMPP的即時(shí)通訊指令的傳遞基礎(chǔ)，也是一個(gè)非常重要的可以被進(jìn)一步利用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)協(xié)議。所以可以說(shuō)，XMPP用TCP傳的是XML流。

　　域名指定了實(shí)體連接的XMPP服務(wù)器。每個(gè)可用XMPP服務(wù)器都擁有一個(gè)完整域名，域名可在域名系統(tǒng)（DNS）中查找；節(jié)點(diǎn)可表示某用戶、一類(lèi)應(yīng)用或某項(xiàng)服務(wù)，所有節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)精確的域名；資源用來(lái)識(shí)別屬于用戶的特殊對(duì)象（如設(shè)備或位置），允許一個(gè)用戶同時(shí)以多個(gè)資源與同一XMPP服務(wù)器連接。

　　1.2 XMPP的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　由于XMPP是基于XML的協(xié)議，因此用戶可根據(jù)自己的需要定義標(biāo)記，表述幾乎任何一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并可方便地創(chuàng)建定制的應(yīng)用或增加功能。

　　1.2.1 三個(gè)頂級(jí)XML元素

　　XMPP定義的3個(gè)關(guān)鍵頂級(jí)XML元素為message/>、presence/>和iq/>（info/query），每個(gè)元素都可以通過(guò)屬性和名字空間包含大量數(shù)據(jù)，其屬性和名字空間都是XMPP的組成部分。

　　message/>元素用來(lái)包含2個(gè)XMPP實(shí)體間互相發(fā)送的消息內(nèi)容；presence/>元素表示實(shí)體可用性信息，可用性信息有“可用”和“不可用”2種；iq/>元素用來(lái)構(gòu)建2個(gè)實(shí)體間的會(huì)話，并且允許實(shí)體間來(lái)回傳送XML格式的請(qǐng)求和響應(yīng)以便取得或設(shè)置公共的用戶信息，如名字等。

　　即時(shí)通信中名字沖突問(wèn)題使用XML的命名空間特性來(lái)解決。XML命名空間定義了一種將XML中使用的元素和屬性與統(tǒng)一資源定位符（Uniform Resource Locator，URL）引用聯(lián)系起來(lái)對(duì)元素和屬性進(jìn)行定義的方法。　統(tǒng)一資源定位符（URL）是用于完整地描述Internet上網(wǎng)頁(yè)和其他資源的地址的一種標(biāo)識(shí)方法。Internet上的每一個(gè)網(wǎng)頁(yè)都具有一個(gè)唯一的名稱標(biāo)識(shí)，通常稱之為URL地址，這種地址可以是本地磁盤(pán)，也可以是局域網(wǎng)上的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)，更多的是Internet上的站點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，URL就是Web地址，俗稱“網(wǎng)址”。

　　1.2.2 XMPP的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　從結(jié)構(gòu)上看，XMPP有3種數(shù)據(jù)：XML流、流認(rèn)證和XML節(jié)。XML流是實(shí)體交換XML元素的容器，以stream>開(kāi)始，以/stream>結(jié)束，是通信雙方采用異步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)方法，在整個(gè)XMPP通信過(guò)程中處于最外層；XML節(jié)是實(shí)體通過(guò)XML流傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)化信息單元，在XML流中以深度為1的子標(biāo)記開(kāi)頭，并以深度為1的子標(biāo)記結(jié)束，這些標(biāo)記為message/>、presence/>和iq/>。

　　XMPP為XML流扮演通用“傳輸層”的角色。XML流中包含傳輸?shù)恼J(rèn)證信息和現(xiàn)場(chǎng)消息，XMPP能使數(shù)據(jù)高效路由至最合適的請(qǐng)求源，并最大限度地簡(jiǎn)化客戶機(jī)上的實(shí)現(xiàn)，使跨應(yīng)用實(shí)時(shí)交流信息成為可能。

　　2 工作過(guò)程

　?。?）節(jié)點(diǎn)（如yb、pt）向本地服務(wù)器連接。

　　①XMPP用戶通過(guò)開(kāi)啟一個(gè)從客戶端到服務(wù)器端的XML流，來(lái)申請(qǐng)一個(gè)在服務(wù)器上的Socket連接。

　　SEND： stream：stream

　　to=′sdpt.com′

　　xmlns=′jabber：client′

　　xmlns：stream=′http：//etherx.jabber.org/streams′>

　?、诜?wù)器通過(guò)開(kāi)啟一個(gè)從服務(wù)器到客戶端的XML流進(jìn)行回復(fù)。

　　RECV： stream：stream

　　from=′sdpt.com′

　　id=′180763465′

　　xmlns=′jabber：client′

　　xmlns：stream=′http：//etherx.jabber.org/streams′>

　?。?）節(jié)點(diǎn)向本地服務(wù)器申請(qǐng)登錄。

　?、儆脩粼儐?wèn)登錄服務(wù)器時(shí)需提供的信息。

　　SEND： iq id=′2′ type=′get′>

　　query xmlns=′jabber：iq：auth′>

　　username>yb/username>

　　/query>

　　/iq>

　?、诜?wù)器回應(yīng)用戶，告知用戶登錄所需要的信息。

　　③用戶提供所需的信息。

　　④服務(wù)器響應(yīng)一個(gè)空的類(lèi)型為“result”的iq元素，表明登錄成功。

　　RECV：iq id=′3′ type=′result′/>

　?、輞b用戶發(fā)送當(dāng)前狀態(tài)給服務(wù)器，表明其在線。

　　SEND： presence>

　　status>Online/status>

　　/presence>

　　（3）用戶獲得花名冊(cè)，好友增加一個(gè)聯(lián)系人（如yb獲知朋友sd在線）。

　?。?）用戶間發(fā)送消息（如yb向sd發(fā)送消息）。

　　用戶發(fā)送一條消息：

　　SEND： message to′sd@jabber.org′>

　　body>Where are you?/body>

　　/message>

　　服務(wù)器會(huì)根據(jù)XMPP用戶的會(huì)話信息加上一個(gè)源地址，這樣接收者收到消息時(shí)，消息中已經(jīng)包含了源地址。

　　（5）XMPP服務(wù)器根據(jù)目標(biāo)JID中的域名查找、連接到目標(biāo)服務(wù)器并進(jìn)行認(rèn)證（如sdpt.com使用DNS查找jabber.org，連接到j(luò)abber.org服務(wù)器上并進(jìn)行認(rèn)證）。

　?。?）XMPP服務(wù)器jabber.org證實(shí)sd連接到該服務(wù)器上，yb被授權(quán)與sd進(jìn)行通信。

　?。?）數(shù)據(jù)在yb與sd間流動(dòng)。

　?。?）用戶退出，退出時(shí)只需要關(guān)閉stream>。